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感測上雲端 車聯網美夢成真
智慧行車的終極目標

【作者: 王岫晨】   2013年12月03日 星期二

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儘管物聯網(IOT)尚未全面實現於現實生活當中,但其串聯所有資訊的概念十分具有前瞻性,這也是許多產業爭相投入發展物聯網的主要原因。這其中,車聯網(IOV)更是具有發展潛力的超級新星。


車聯網指的已經不再是單純的車內訊息傳遞,而是層面更廣的整車資訊與行動網路的串接,用意在於透過先進感測技術、無線通訊、網路技術、數據處理、自動控制、資訊整合等不同層面的技術應用,來建構更智慧化的交通網絡系統,讓行車不再是雜亂無章的隨機行為,而是能夠藉由綜合管控系統,來實現人、車、路與環境之間的智慧互動。


終極目標:自動駕駛

車聯網的應用範疇,包括交通事故管理、行車收費、車況分析、遠端監控、路線導航規劃,以及車輛防盜等。遠程目標甚至是希望能達到如同電影中那樣,由中控系統來統一控制不同車輛的行進,達到自動駕駛的終極目的。



圖一 : 車聯網架構分析圖
圖一 : 車聯網架構分析圖

事實上,在這個萬物皆聯網的時代,汽車與網路的融合,更是將人、車、路與環境合為一體的最快捷徑,而未來的汽車將是網路與感測整合下的產物。在車聯網的環境中,汽車就是個強大的行動終端,只要坐上駕駛座,就能透過高度整合的中控儀表板,一手掌握動力控制、方位導航、影音娛樂、無線通訊與網路連結等核心功能。不只行車資訊將能透過網路對外發送,駕駛甚至可連結全世界,這樣美好的行車體驗,正是車聯網所能提供的應用遠景。


車聯網這種全新的通訊應用,是電信營運商轉型、傳統網路產業跨界、以及資訊工業整合的下一個發展核心,更是汽車產業發展的全新領域。汽車產業上一個發展重點在於綠色環保,因此大量開發新一代的電動車。當然過程並不順遂,許多問題仍待克服。而現在,車聯網成為汽車產業發展的第二個新方向。


當然,為了高度整合各不同領域,車聯網在發展過程中勢必也將遭遇更多不可預期的因素。這也使得車聯網儘管立意良善,但要能真正實現,恐還須待各方的共同努力。



圖二 : 車聯網的終極目標,就是要實現無人自動駕駛的願景,不過要實現這樣的美夢,還需要更多時間的努力。
圖二 : 車聯網的終極目標,就是要實現無人自動駕駛的願景,不過要實現這樣的美夢,還需要更多時間的努力。

車聯網三大系統

車聯網希望做到的,就是能讓車與車、車與人、車與路、以及車與感測設備之間進行更多一層的互動,實現人、車、路、環境間的感知互通、訊息互享。透過動態行動通訊系統,不管是車輛、道路與環境的現況,甚至是駕駛者本身的身心狀況,都可以經由無線網路來收集並統整各方訊息,進行分析、演算並公布,讓汽車能接收到訊息,並讓駕駛人得知最新狀況,來進行最佳的行車判斷。


車聯網廣義來看,是非常先進的科技連結,甚至能透過環境中的感測訊號,讓汽車能自行判斷該進行何種動作,進而執行自動駕駛的任務。只不過,這終究是可望而不可及的遠程目標。目前許多廠商所標榜的車聯網,充其量只能稱作是智慧車載系統,儘管整合了GPS、多媒體影音等車室內娛樂功能,但都不是真正車聯網的架構與精神。


事實上,真正的車聯網,必須涵蓋終端、網路與遠端三個系統層面。在終端系統方面,指的其實就是汽車上各種擁有智慧感應能力的元件。透過這些感測元件,能充分收集車輛在任何時刻的狀況,包括靜止、行進、過彎等各種狀況的訊號,透過這些訊號的收集,汽車也能執行車輛內、車與車間、以及車與環境之間的進一步聯繫。


在網路系統方面,車聯網的主要目的,當然是透過網路的串聯、資訊的互享,來達到更智慧化的行車環境。這其中牽涉到的V2V(車對車間)、V2R(車對路)、V2I(車對網路),以及V2H(車對人)等不同的訊號連結問題,且為了在不同的異質網路架構間進行漫遊與互連,各種不同網路標準間的互通性也成為關鍵。


第三就是遠端系統。遠端系統是實現智慧行車環境最重要的一環,正由於道路上大量行進或停止中的車輛,所擷取而出的資訊量十分驚人,已經達到巨量資料(Big Date)等級,這些資訊都需要即時傳送、虛擬化、安全認證、資訊暫存、行動互連等技術,以便在遠端進行快速的分析與處理,並在第一時間傳回車輛中,以便進行進一步的動作。



圖三 : 車上的聯網早已不是新鮮事,但車聯網目標是將車上網路進一步向外延伸。
圖三 : 車上的聯網早已不是新鮮事,但車聯網目標是將車上網路進一步向外延伸。

標準紛亂:車聯網最大阻礙

車聯網的立意良善,其遠程所欲達到的全自動化目標,更是智慧行車環境的終極展現。只不過,要達到遠程目標,還需要更多時間的努力。而車聯網究竟只是個概念,還是能夠帶來真正的商機呢?


工研院資通所車載資訊與控制部經理馮世安認為,車聯網這樣的概念,從物聯網延伸而出,事實上已經不是新鮮事,在市場上已經不斷有相關技術投入此領域。在過去,車上已有聯網技術的相關應用,而現在車聯網要做的,就是將車上網路進一步擴展開來,延伸到更高一層級的對外聯繫。


當然,在作法上,也得循序漸進才行,沒辦法一蹴可幾。馮世安說,車聯網有許多不同階段的發展模式,就目前來說,比較可行且可已有相關使用經驗的,就屬V2V與V2I。


V2V所要做的,就是車對車的直接資訊傳遞,不必透過網路基礎設備來交換資訊,而是直接透過3G或4G訊號,直接與目標車輛進行資訊連結。這種方式,就如同按喇叭一樣,不需要其他介質,很快就能讓目標車輛知道本地端車輛要做什麼,優點在於快速,更能達到安全的目的。


當然,目前所有的問題,還是在於標準的不同,因為每部車因品牌不同,不同品牌廠所選擇配合的通訊技術往往不同。要如何讓這些不同的通訊標準間能夠相容並進行接軌,考驗著相關車廠的默契與智慧。就如同現行的ETC一樣,在建置期後,還必須訂定配套的法規,才有辦法上路實行。未來在V2V相關的標準與法規制訂上,勢必得更加正視這個環節。


你真的需要車聯網?

相較於V2V,V2I就比較自然一些。畢竟在這個行動世代,能聯網的裝置十分普及。駕駛者在車上,就可以直接透過手機,讓車輛直接聯網。


馮世安舉了個最普遍的例子,就是GPS行車導航系統,在雲端化的導航趨勢下,結合動態路況,更可透過用路人分享的資訊,將所有最新路況消息傳送至遠端系統進行整合,再將資訊回饋給導航服務,如此GPS裝置就能讓駕駛人掌握最即時的路況變化。


也正因為V2I執行方式較為自然,特別在行動裝置APP盛行的今天,透過APP能結合行動裝置,將更多直覺式的行車服務帶向車用市場上,例如透過GPS來累積駕駛人的駕車習慣,把這些資訊送回到遠端進行分析,就能知道駕駛人在什麼時候需要怎樣的資訊,進而提供個人化的差異服務,這也使得V2I成為目前最普及的車聯網應用。


車聯網以網路連結為主要目的,因此發展過程中所遭遇的種種問題,當然都是圍繞著網路在打轉。馮世安說,車聯網目前遭遇最主要的挑戰,仍在於網路基礎設施的佈建,以及V2I無線上網的連線成本問題等。至於更高一層的V2R,也就是車輛與道路之間的互動,事實上目前已有許多道路資訊,例如行車速限或路名地段等,是需要駕駛人自己去看才能得知。


一旦要實現V2R,就必須將這些資訊電子化,然後透過無線通訊的方式傳遞到車內,並顯示在行車儀表板或擋風玻璃上,這就出現一個新的問題了,這些道路設備是誰要出資去建設?而就算是基礎設施佈建完成了,也會產生營運與回收的問題,更可能進而產生使用者必須付費的收費問題,這些都可能導致V2R停留在概念階段,而難以真的實現。


畢竟對於駕駛人來說,這些資訊直接看路標就好,何必還要花費一筆龐大費用去購置設備及付費,只為了讓原本在路旁標示牌上的資訊,顯示到車內的儀表板上,如此未免太過大費周章。


台灣的車聯網商機

車聯網由於涉及的應用層面十分廣泛,對台灣廠商來說,包括車載機到資通訊產業等,都有機會跨足到車用市場。當然,台灣產品目前多仍以外銷為主,大部分也都是透過新技術來開發新產品,由於台灣本身就以資通訊產業為強項,只要解決了車用產品的車規與安規等問題之後,要跨入車用市場並不難。唯一的問題在於,要如何順利打入國際車廠。除了提供品質更為完善的產品之外,針對市場更為重視的需求打造產品,以求能順利搶下國際大廠的訂單,提高全球市場能見度。


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